目录
1．1 技术优势 2
1．2 技术难点 2
1．3 研发与前景 3
2．1 技术优势 3
2．2 技术难点 3
2．3 研发与前景 4
3 157 hill光刻技术 4
4．1 PML2基本原理 5
4．2 技术优势 5
4．3 技术难点 5
4．4 研发与前景 6
5 纳米压印光刻技术 6
5．1 热压印技术 6
5．2 紫外压印光刻技术 6
5．3 SFIL 7
5.3.1基本原理 7
5.3.2 SFIL技术优势 7
5.3.3 技术难点 7
5.4 研发与前景 7
7 结束语 8
参考文献 8
光刻的发展状态
目前，集成电路已经从2O世纪6O年代的每个芯片上仅几十个器件发展到现在的每个芯片上可包含约1O亿个器件，其增长过程遵从摩尔定律，即集成度每3年提高4倍。集成电路之所以能飞速发展，与由光刻技术直接决定单个器件的物理尺寸的减小密切相关。光刻技术的不断发展为集成电路技术的进步提供了3方面的保证：其一是大面积均匀曝光，在同一块硅片上能同时做出大量器件和芯片，保证了批量化的生产水平；其二是图形线宽不断缩小，使用权集成度不断提高，生产成本持续下降；其三，由于线宽的缩小，器件的运行速度越来越快，使用权集成电路的性能不断提高。全球IC制造业在2004年取得辉煌业绩，销
售总额达到2180亿美元，提前完成了国际半导体技术发展路线图(ITRs)的90 rim节点进程，1O多座300 inn3晶圆厂正在投产或共建，全球以Intel为首的十大IC供应商都在加紧研发65 am工艺，Intel、TI、三星、东芝、台积电开始小批量生产65 rim工艺的IC，谋求技术领先，抢占市场。根据2004年修正的ITRS最新技术进程可知，90 nnl节点正好在2004年完成了DRAM 指标，65 rim节点预定在2007年和45 nm节点预定在2010年达到DRAM 的生产水平(如表1所示)，由于存储器IC的制造工艺最成熟，而且单元电路相同，比较容易设计和测试。对于电路单元更复杂的逻辑IC和混合IC来说，65 am节点和45 nm节点的完成时间要推后2年，分别至2009年和2012年完成。随着集成度的提高，光刻技术所面临的困难也越来越多。为了解决这些问题，人们想出许多新的光刻技术，下面就介绍各种新型光刻技术的进展，主要有193 nm浸入式技术、157 rim极短紫外光(EUV)、电子束投影光刻(EPL)和纳米压印光刻等。
1 193 nln浸入式技术
当今，193 nm浸入式光刻技术成为纳米CMOs器件光刻工艺的热门话题，这是因为它在传统光刻机的光学镜头与晶圆之间的介质用水来替代空气，以缩小曝光光源波长和增大镜头
数值孔径NA，从而提高了分辨率，延伸了193 nr／1干法光刻技术。目前193nm浸入式技术的进展比较顺利 ，全球半导体业界有信心至少可以实现45nm 。 在2004ITRS(修订)中，193 nm浸没式光刻技术又被列为65-22 nm技术节点的候选技术。 在光刻机的投影镜头与硅片之间用一种液体充满，以增大投影镜头的数值孔径，从而获得更好的分辨力和焦深。 1．1 技术优势
浸没式光刻技术的优势在于：
(1)可以提高分辨力R ，具有达到45 nm斜管隔油池、微型齿轮32nm节点，甚至22 nm节点的潜能。由分辨力计算公式R 知，分辨力随着折射率n的提高而提高。当选用简单易得的双重去离子、去气体蒸馏水即纯水充当沉浸液体，其折射率n为1．44，如果选用的不是水，而是其它液体，则折射率可以进一步增大。当选择合适的k 因子，合适的折射率n，分辨力是可以达到32 nm，甚至22 nm技术节点。
(2)当数值孔径(NA)一定时，可增大焦深(DOF)。当数值孔径(NA)一定时，随着液体折射率的提高，焦深值随之增大。
(3)选择193 nm浸没式光刻技术，可以使用原有193 nm(干式)曝光技术中的光掩模、光刻胶、透镜组(即可保持传统光刻机基本硬件结构完全不变，包括大部分光学系统和掩模板平台)。相比于干式157 nm技术，只需较少的改进，因而有着明显的优势，这样就可避开干式157 nm研发中遇到的两个技术难点： 一是在掩模的保护膜方面遇到的困境，因为能透过157 nm辐射光的聚合物研制工作进展缓慢，二是光学系统方面，关于能否获得足量且足够纯度的GaFz。
1．2 技术难点
浸没式光刻技术存在的技术难点：
(1)防止和排除气泡问题。微米级的气泡对半导体生产的危害如同微粒一样，会破坏图像的完整性，纳米级的气泡会降低对比度，使图像边缘模糊化。当温度、压力等发生变化时，液体中的气体会超出其溶解度，气泡就会产生。
(2)水对光刻胶的影响。与干式光刻不同，光刻胶是被水所浸没的，水会对光刻胶的化学反应产生严重的影响，进而影响分辨力。需要对干式中使用的光刻胶进一步优化后，才能使用。
(3)水对镜头影响的问题。由于水与光刻胶的接触时间不是太长，所以影响要稍微少些。而镜头要与持续流动的水相接触，所以水可能会对镜头造成损伤。还有光线对光刻胶、硅片和水所产生的温度及其均匀性的问题，水的供给和回收等问题都是在浸没式光刻机设计和使用中需要考虑和解决的问题。
(4) 193 nin浸入式光刻技术应解决的技术问题是：①研发高折射率的光刻胶，2004年光刻胶折射率为1．7；②研发高折射率的浸入液体，水折射率为1．44，研发折射率为1．6腾荷～1．7的浸入液体；折射指数大于1．65的流体满足粘度、吸收和流体循环要求；③研发高折射率的光学材料。折射指数大于1．65的透镜材料满足透镜设计的吸收和双折射要求；④ 控制由于浸入环境引起的缺陷，包括气泡和污染。
1．3 研发与前景
随着大多技术难点被研究人员有效地攻克和解决，弹力玩具193 nm浸没式光刻技术进展迅猛，如ASML电子工业专用设备不久前宣布将于2006年第一季度向制造商交付第一台浸没式光刻机，该系统的NA已从前一代的0．93增加到了1．2，攻克了研制NA为1．0时的技术障碍，可用于量产45 nm节点芯片。所以下一代光刻技术中最有实力的将是浸没式光刻技术，
它将使传统的光学光刻技术继续向下延伸。由于193 nm浸没式光刻技术存在着巨大的潜力，吸引着许多企业和机构进行研发。如2003年后ASML，Nikon，Canon三大光刻机生产商先后推出了不同的浸没式机型；International Sematech在2004年7月宣布，将成立193 nm浸没式科技中心；日本半导体设备大厂Tokyo Electron Limited(TEL)与欧洲半导体研发机构IMEC也宣布，将双方在光刻技术方面的合作，延伸至浸没式光刻领域；纽约州罗切斯特理工学院用193 nm浸没式光刻样机演示了分辨率达到38 nm的光刻图形，推动了光学系统的理论极限。
2 EuV(极短紫外光)光刻
极紫外光刻技术(EUVL)是以波长为11～14 nin的软x射线为曝光光源的微电子光刻技术。这种光刻技术能使印制电路的最小线宽达0．03 btmE 。波长为11～14 nm的极端远紫外光线(EUV)经周期性多层薄膜反射镜入射到反射掩模上，反射掩模反射出的EUV光线再通过缩小投影反射系统，将反射掩模上的几何图形投影成像到硅片上的抗蚀剂中，形成集成电路的光刻图形。EUVL采用的光源主要有EUV点光源和同步辐射EUV光源两种。由于波长短，几乎所有的材料甚至气体对光都有强烈的吸收，所以常规的折射光学系统几乎不可能应用于这个波段，而只能是反射式且必须在真空中进行。
2．1 技术优势
极端远紫外光刻技术优势在于：
(1) 光刻分辨力高，至少可以达到30 nm以下，且有一定的产量优势(与EPL相比)
绕线电感
(2)由于采用图形缩小掩模技术，可以使掩模的制作难度有所下降(与PXL相比)
申智惠(3)与157 nm光学光刻的原理有很多相似之处，都是采用短波光和投影成像(前者是透射式的，后者是反射式的)，所以从某种意义上来说EUVL是光学光刻的延伸， 因而更易被IC生产厂商所接受。
(4)EUVL更全面符合设计规则，更易受到集成电路设计人员的欢迎。
(5)EUVL的光刻工艺相对简单，受到集成电路生产工艺人员的欢迎。
2．2 技术难点
(1)极端紫外光源设计难度较大，目前的激光器，对极端紫外光谱的输出功率低，无法达到光刻所需的能量要求。
(2)反射式投影系统。由于光源波长极短，极端紫外光会被绝大多数的材料吸收，包括光学系统中的反射镜以及所充气体等。因此，EUVL系统需要在高真空的环境中才能得以实现，并且无法采用传统的透射投影方法，而只能采用更烦琐和更精确控制的反射投影系统。
(3)反射镜的制造是一个大难题。EUVL多层膜反射镜的反射率仅70％左右，并且要获得高的成像质量，应尽可能减少反射镜的个数，必然要求采用非球面镜，且面形精度要控制在纳米极的水平，而为获得高的反射率需要多层膜的反射镜(高散射和低散射的两种材料交替沉积而成，两层的间距约几个米)，膜层需有尽可能完美的均匀性，因为非均匀性会引起像差，从而使成像产生畸变。
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